搬运机械手控制系统的设计说明书

湘潭大学毕业设计说明书题目：搬运机械手控制系统的设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学号：2003070523姓名：陈辉煌指导教师：毛美姣完成日期：2007年6月2日湘潭大学毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：搬运机械手控制系统的设计学号：2003070523姓名：陈辉煌专业：机械设计制造及其自动化指导教师：毛美姣系主任：周善炳一、主要内容及基本要求在本次搬运机械手控制系统的设计中，要完成的任务有如下几个方面：1、用机器人运动学求得搬运机械手的正解；2、由运动学方程解得搬运机械手各关节变量，并求出轨迹方程；3、用VB建立人机交互界面，并根据轨迹方程画出轨迹曲线；4、实现VB界面与PLC的通信，以及对搬运机械手的控制；5、写一份8000字以上的毕业设计说明书；6、一篇不少于3000单词的英文原文及中文翻译。二、重点研究的问题1、搬运机械手运动学方程正解的求解；2、建立VB界面，实现计算以及画出轨迹曲线；3、实现搬运机械手的自动控制。三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1查阅资料07.3.15~07.3.312总体反方案设计07.4.1~07.4.73搬运机械手的运动学位姿正解07.4.8~07.4.244学习VisualBasic软件，做交互界面04.4.25~07.4.305编写程序，实现机械手运动的控制07.5.1~.7.5.206写设计说明书07.5.21~07.5.317准备答辩2007年6月初四、应收集的资料及主要参考文献1、刘极峰，易际明.机器人技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006年.2、张铁.机器人学[M].广州：华南理工大学出版社，2000年.3、从爽.实用运动控制技术[M].北京：电子工业出版社，2006年.4、钟肇新，范建东.可编程控制器原理及应用[M].广州：华南理工大学出版社，2003年5、俞建家.VisualBasic6.0程序设计与应用教程[M].福建：厦门大学出版社，2003年6、吕伟臣.VisualBasic6.0初级编程教程[M].北京：北京大学出版社，2002年.7、大熊.机器人控制[M].北京：科学出版社，2002年.8、张海根.机电传动控制[M].北京：高等教育出版社，2005年.9、丹尼斯.机器人设计与控制[M].北京：科学出版社，2004年.10、刘极峰.计算机辅助设计与制造[M].北京：高等教育出版社，2004年.湘潭大学毕业论文（设计）评阅表学号2003070523姓名陈辉煌专业机械设计制造及其自动化毕业设计题目：搬运机械手控制系统的设计评价项目评价内容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评价评阅人：年月日湘潭大学毕业论文（设计）鉴定意见学号：2003070523姓名：陈辉煌专业：机械设计制造及其自动化毕业论文（设计说明书）65页图表0张设计题目：搬运机械手控制系统的设计内容提要：本文是关于搬运机械手控制系统的设计，整个设计过程中用到了机器人运动学、可编程控制器（PLC）和VisualBasic（VB）程序设计等方面的知识，通过学习和综合运用，能缩短整个设计工计算量、提高计算的准确率，使系统控制操控直观化、简单化。本次课程设计首先通过描述机器人的现状与发展趋势阐述了搬运机械手控制系统的设计意义。其次，运用机器人运动学求运动学方程正解，运用VisualBasic建立人机交互界面，该界面利用机械手运动学方程计算出关节变量，按三次多项式插值算法求得搬运机械手的轨迹方程以及根据方程画出相应轨迹曲线。最后编写程序，用PLC控制搬运机械手的动作，实现机械手的自动控制。此次设计，讲述了机械手动作的控制过程，其中VisualBasic界面的应用，使整个过程变得简单而准确，为机械手的研究提供了很大的方便。指导教师评语指导教师：年月日答辩简要情况及评语答辩小组组长：年月日答辩委员会意见答辩委员会主任：年月日目录摘要..........................................................1第1章引言...................................................21.1课题研究趋势与意义................................................................................................21.2串联关节机器人的发展和现状.................................................................................31.3本文的研究内容和主要工作.....................................................................................3第2章PLC控制系统及实现......................................52.1机械手及控制器主要参数.........................................................................................52.2简述机械手动作的实现.............................................................................................62.3控制软件的设计.........................................................................................................62.3.1PLC的选择.......................................................................................................62.3.2光电编码器......................................................................................................62.3.3接口电路..........................................................................................................72.3.4控制原理及程序..............................................................................................73.1引言.............................................................................................................................93.2机械手运动学数学基础............................................................................................93.2.1机器人位置与姿态的描述[12]...........................................................................93.3空间齐次坐标变换...................................................................................................113.3.1坐标变换.........................................................................................................113.3.2齐次坐标变换.................................................................................................123.3点在空间直角坐标系中绕过原点任意轴的一般旋转变换..................................133.4Denavt-Hartenberg(D-H)表示法...............................................................................153.4.1坐标系的建立................................................................................................153.4.2几何参数定义................................................................................................163.4.3建立i坐标系和1i坐标系的齐次变换矩阵...............................................16第4章机器人运动学方程的求解................................184.1机器人正向运动学...................................................................................................184.2机器人逆向运动学.................................................................................................18第5章机械手轨迹规划........................................205.1机器人轨迹的概念..................................................................................................205.2轨迹的生成方式......................................................................................................205.2.1轨迹规划涉及的主要问题............................................................................205.3插补方式分类..............................................